[0002] 本申请要求以下临时
专利申请的权益：1)以Raveendran等人名义在2010年1月5日提交的美国临时专利申请NO.61/292,391；2)以Raveendran等人名义在2010年1月26日提交的美国临时专利申请No.61/298,494；和3)以Raveendran等人名义在2010年3月2日提交的美国临时专利申请No.61/309,534，以上公开通过全文引用明确包括于此。
[0003] 背景
[0004] 领域
[0005] 本公开一般涉及可操作用于在电视白空间上传达信息的电视白空间设备，尤其涉及用于在电视白空间中操作发射机和感测器的系统和方法。
[0006] 背景
[0007] 联邦通信委员会(FCC)是美国政府的独立机构，负责管制对无线电
频谱的所有非联邦政府使用(包括无线电和电视(TV)广播)、以及所有洲际电信(有线、卫星和缆线)和所有始发或到达美国的国际通信。在2008年，FCC颁布了批准未使用TV信道(即，白空间)中的无执照
信号操作的条例。然而，此批准的无执照使用是以为TV频带的主要用户适当设置的保护为前提的。TV频带的主要用户是诸如TV广播公司之类的ATSC/国家电视系统委员会(NTSC)发射机、以及有执照无线话筒。新条例允许无线技术使用TV白空间，只要该技术以及任何导致的
信号传输不干扰现有的主要用户。因此，需要周期性感测以检测其他信号。出于本公开的目的，利用此类技术来接入此TV白空间的各种设备将被称为“白空间设备”、“无执照设备”、等等。
[0008] 向电视(TV)和其他监视器无线递送内容是合需的。作为一个示例，在一些情形中从用户设备递送内容以在TV设备上输出是合需的。例如，与许多TV设备输出能
力相比，诸如
移动电话、
个人数字助理(PDA)、媒体播放器设备(例如，苹果IPOD设备、其他MP3播放器设备等)、膝上型计算机、笔记本计算机等许多便携式用户设备具有受限/受约束的输出能力，诸如较小的显示器尺寸等。如果视频内容能被递送从而在TV设备上输出，那么例如希望在便携式用户设备上观看视频的用户可能获得改善的视听体验。相应地，在接收(例如，观看和/或收听)内容时，用户在一些情形中可能希望在白空间上从用户设备递送该内容以供在具有ATSC调谐器的监视器(例如，HDTV设备)上输出从而得到改善的视听体验。然而，在白空间上对电视设备的传输需要进行将会干扰视听体验的感测。
[0009] 概述
[0010] 本公开一般涉及可操作用于在白空间上传达信息的白空间设备，尤其涉及用于使发射机静默以感测电视白空间中的现有信号的系统和方法。在一个
实施例中，一种用于使白空间设备中的发射机不引人注意地静默的方法，包括：从应用层向将由该白空间设备的发射机传送的传输流中插入数据以产生空元
时间窗。该空元时间窗不包含实质信息。该方法还包括由该电视白空间设备的发射机传送该传输流。该方法在空元时间窗期间由该白空间设备的白空间感测器来感测白空间中的现有信号。
[0011] 根据本公开的另一方面，一种白空间设备具有配置成经由白空间传送传输流中的多媒体数据的发射机。该白空间设备还有配置成在该传输流中插入数据以产生空元时间窗的应用层
编码器。该白空间设备还具有配置成在空元时间窗期间感测白空间中的信号的白空间感测器。
[0012] 在又一方面，一种白空间系统包括用于从应用层向传输流中插入数据以产生空元时间窗的装置。该系统还具有用于经由白空间传送该传输流的装置；以及用于在空元时间窗期间使该传送装置静默的装置。
[0013] 在又一方面，一种计算机可读介质其上记录有用于使白空间设备的发射机不引人注意地静默的程序代码。该程序代码包括用于从应用层向传输流中插入数据以产生空元时间窗的程序代码。该程序代码还包括用于经由白空间传送该传输流的程序代码。该程序代码还包括用于在所述空元时间窗期间感测所述白空间中的现有信号的程序代码。
[0015] 为了更全面地理解本公开，现在结合附图参阅以下描述。
[0016] 图1是可在其中实现本公开的实施例的示例性系统的示图。
[0017] 图2是根据本公开的一个方面的示例性大
帧声明的示图。
[0018] 图3是根据本公开的一个方面的示例性复用的示图。
[0019] 图4是根据本公开的一个方面的示例性复用的示图。
[0020] 图5示出根据本公开的一个方面的示例性操作流。
[0021] 详细描述
[0022] 措辞“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何实施例不必被解释为优于或胜过其他实施例。
[0023] 白空间设备一般指代在电视频带中的未使用频谱上通信的无执照无线收发机。这些设备一般以认知方式进行操作，在这种方式下设备首先进行扫描以检测来自有执照主要用户的TV频带信号(例如，高级电视系统委员会(ATSC)、国家电视系统委员会(NTSC)、及某些无线话筒协议)并随后选择未使用信道以避免干扰有执照信号。
[0024] 白空间设备可以与用户设备通信地耦合或者集成在用户设备内，并且白空间设备因此可在TV白空间上将信息(例如，多媒体内容)从用户设备递送至TV接收机设备(例如，HDTV设备)。在本文对白空间设备的示例性实现作了进一步描述。然而，此类白空间设备的各种实现都是可能的，能操作用于在TV白空间上从用户设备递送信息的白空间设备的任何实现皆落在本公开的范围内。
[0025] 为了白空间设备能在白空间中工作，执行一些感测(例如，以标识/确认TV频带中可用的未使用“白空间”)。因此，白空间设备使其发射机在周期性时间区间里静默，在此期间该设备可执行感测。在一个实施例中，“静默”包括关闭发射机，而在其他实施例中，静默包括对传输滤波、将发射切换至不发生干扰的
频率或者准许进行感测的其他某个动作。
[0026] 期望采用一种以不影响/降级(或者减小/最小化影响/降级)正在传送的传输流的
质量(例如，以使得用户能有高质量的音频/视觉体验)的方式使发射机静默的方法。换言之，不引人注意地使发射机静默是合需的。这对于涉及视频、音频和/或其他内容的实时传输/流送的应用可能是特别合需的，诸如在用户希望从便携式用户设备递送多媒体视频内容以在TV设备(例如，HDTV设备)上输出以改善视听体验的情形中。
[0027] 本公开的实施例涉及使白空间设备的发射机静默以感测白空间信号。该静默是以减小或最小化对白空间设备输出的所传送传输流(例如，运动图像专家组(MPEG)-2传输流(TS)、实时传输协议(RTP)传输流、以及传输控制协议(TCP)流)的降级的方式来执行的。此外，常常必须使发射机周期性地静默以允许白空间设备执行感测，并且期望以一种减小或最小化白空间设备正在传送的传输流中所含内容的传输的降级(例如，正在传送以供显示的音频/视觉信息的实时流送具有减小或最小的中断)的方式使发射机静默。
[0028] 如本文进一步讨论的，可采用各种技术来管理内容(例如，多媒体内容)的流送，从而允许有某些时间帧可供用于不引人注意地使发射机静默(即，正在接收HDTV设备上显示的音频/视觉信息具有减小或最小的中断)。这在本文一般被称为“不引人注意的”发射机静默。
[0029] 如在下文进一步讨论的，本公开的实施例提供了采用应用层技术以在白空间设备内进行不引人注意的发射机静默的各种实现。其公开通过全文引用明确包括于此的相关美国专利申请号______(
代理人案号100701)记载了用于修改传输流以在白空间设备内进行不引人注意的发射机静默的示例性传输层技术。
[0030] 图1是可在其中实现本公开的实施例的示例性系统100的示图。系统100包括可被称为“主机”设备的示例性用户设备101。在图1中以
框图形式示出了用户设备101的示例性实现。在所示的示例中，用户设备101被示为移动设备，但在其他实施例中，用户设备101无须是移动设备。示例性用户设备101一般包括一个或多个处理器，诸如媒体处理器104、显示处理器105、和/或音频输出处理器106，且用户设备101可具有嵌入式输入/输出设备，诸如嵌入式显示器107和嵌入式扬声器108。当然，用户设备101可在给定实现中被不同地配置(例如，包括与图1中所示的相比不同和/或附加的功能
块)，且任何此类实现皆在本公开的范围内。
[0031] 用户设备101一般可操作用于生成内容，该内容可经由其嵌入式输出设备(例如，嵌入式显示器107和扬声器108)输出。在本领域中公知有各种类型的内容在用户设备上输出，且任何此类内容可在给定应用中在用户设备101上输出。例如，一多媒体播放器应用可能正在用户设备101上执行以输出多媒体内容(例如，电影等)。当然，在用户可能正经由用户设备101与之交互的给定应用中，可输出诸如文本内容和/或其他图形/图像和/或音频内容(例如，
电子邮件内容、web浏览内容、视频游戏内容、字处理内容等)其他内容。
[0032] 用户可能正经由诸如定点设备(例如，
鼠标)、游戏棒、
键盘、
触摸屏接口、话筒等一个或多个人类接口输入设备(未在图1中示出)向用户设备101输入信息(例如，用于与在其上执行的应用进行交互)。在一些实例中，此类用户输入信息可导致一些输出被生成或修改。例如，用户鼠标移动的输入可导致用户设备101的嵌入式显示器107上的
指针的相应移动。
[0033] 示例性系统100中还包括白空间设备102，其示例性实现在图1中以框图形式示出。白空间设备102与用户设备101通信地耦合以从此类用户设备101接收信息。在一个实施例中，白空间设备102是与用户设备101通信地耦合的独立设备，可被称为“
硬件钥(dongle)”。
白空间设备102可经由USB连接、PCIe接口、或允许白空间设备102从用户设备101捕捉信息的任何合适方式来耦合，如本文进一步讨论的。例如，白空间设备102可经由任何合适类型的有线连接、或者经由诸如无线USB(WUSB)、蓝牙、802.11等无线通信连接来与用户设备101通信地耦合。
[0034] 白空间设备102从用户设备101捕捉信息。例如，所捕捉的信息包括将经由输出设备输出的内容，诸如图1中所示的“视频输出”126和/或“音频输出”127。如本文进一步讨论的，在某些实施例中白空间设备102还可捕捉诸如“人类接口设备”(HID)数据之类的其他信息，例如用户输入的命令(例如，鼠标移动、游戏棒移动、
键盘输入、和/或经由人类接口设备接收到的其他命令)。白空间设备102可操作用于由发射机116经由TV白空间在无线通信123上无线地传送从用户设备101捕捉的信息，从而例如允许从用户设备101捕捉的内容(例如，多媒体内容)将由诸如具有ATSC调谐器的监视器之类的设备接收和输出，例如如图1中所示的高清电视(HDTV)103。
[0035] 在图1的所示的示例中，白空间设备102在白空间信道上向空中传送高级电视系统委员会(ATSC)信号，由此实际充当电视台发射机。因此，如以框图形式示出的，图1的示例性白空间设备102包括ATSC
基带处理器和发射机109。如本领域已知的，ATSC与公知的MPEG-2传输流(TS)相兼容，因此示例性白空间设备102包括用于将从用户设备101捕捉到的信息进行编码的音频/视频
解码器111，例如MPEG-2/AC-3。经编码的数据经由复用器150被传送至传输编码器112，例如MPEG-2TS编码器。随后，传输流分组被发送至RF传输系统113(和发射机(例如天线)116)以供经由白空间123进行无线传输。
[0036] HDTV 103包括嵌入式无线接收机124和ATSC调谐器/接收机(例如，常规电视调谐器)125以使其能接收并处理ATSC信号(例如，MPEG-2TS)以输出至HDTV设备103的显示器和/或扬声器。
[0037] 图1的示例性白空间设备102还包括控
制模块110，其具有用于感测TV白空间(例如，用于感测TV白空间内的信号)的白空间频谱感测器120。此类感测器120周期性地执行感测以确定可用的TV白空间。在需要维持白空间设备在所确定的可用白空间内的传输时，频率管理器逻辑118可对信道进行调整。如本文进一步讨论的，提供了不引人注意地使发射机116静默以使得感测器120能在此类静默期间执行其感测从而改善正在执行的感测的质量的实施例。
[0038] 当然，ATSC仅是白空间设备102可以采用的电视传输标准集的一个示例，在其他实施例中，可采用诸如ATSC标准、
数字视频广播(DVB)标准、综合业务数字广播(ISDB)标准、
数字多媒体广播(DMB)标准等各种电视标准中的任何标准来在白空间上传送媒体内容。
[0039] 如上所提及的，图1的示例性白空间设备102将从用户设备101捕捉的信息转换成用于进行传送的MPEG-2传输流，后者与ATSC相兼容并因此能被HDTV 103的ATSC接收机/调谐器125所接收和处理。
[0040] 示例性应用层实现。通过根据本公开的应用层内的技术，可采用各种技术来不引人注意的使白空间设备的发射机静默。例如，假定正在利用30帧每秒(fps)的发射流速率，这意味着每帧约为33ms。此外，假定每一秒内需要10ms的窗用于(例如，由图1的白空间感测器120进行)感测。白空间设备的发射机(例如，图1的发射机116)将在此类10ms的感测窗里静默。期望采用应用层技术来管理内容(例如，多媒体内容)从白空间设备的发射机进行的流送，从而允许有这样的10ms窗可供用于不引人注意地使发射机静默(即，正被传送以在接收HDTV设备上接收和输出的多媒体信息具有减小或最小的中断)。在一些实施例中，在不实际使发射机静默的情况下进行感测。
[0041] ATSC定义了可在某些实施例中供白空间设备102使用的一个频带的TV信号。为了传输，ATSC使用称为MPEG-2传输流的MPEG-2系统规范来封装数据，如上所讨论的。下文讨论根据本公开的实施例的用于采用应用层技术来实现在此类MPEG-2传输流内不引人注意地使发射机静默的三种示例性实现。
[0042] 示例性实现1(使用“大帧”)：
[0043] 如图2中所看到的，
视频编码器111将传输流200内的常规帧标识为“大帧”，以使得接收机(例如，图1的接收机125)将该帧识别为延续至少一帧。在大帧延续多个帧时，由于常规帧实际仅延续单个帧，所以有附加帧(或该附加帧的至少一部分)可供作为能被用于感测的“空元”时间窗使用。例如，假定
帧速率为30fps。每周期中的第29帧可(例如，在其头部中)被声明为“大帧”，以使其被接收机125跨两个帧周期地进行缓冲和使用。将帧这样
指定为“大帧”受MPEG-2支持。以此方式，
控制模块110可将(例如，由图1的感测器120进行的)感测与每一秒中第30帧的发生进行同步。由于“大帧”是在第29个帧周期中传送的，所以在第30个帧周期上无需传输，即，在第30个帧周期中使用来自第29帧的数据。该选择是不依赖复用的编码解决方案。
[0044] 在某些实施例中，所指定大帧的
位置可在帧周期内(例如，随机地)改变而不是固定在帧周期内的给
定位置上。(由感测器120进行的)感测可类似地改变，以与紧随被指定为大帧的常规帧之后的空元时间窗同步。视频编码器111指定“大帧”并且控制模块110将由白空间设备102进行的(例如，由感测器120进行的)感测与该“大帧”的发生相同步。
[0045] 示例性实现2(使用静止图像画面标志)：
[0046] 另一应用层技术包括关于唯一性节目ID在预定义时间区间上(例如，每一秒钟在10ms的时间区间里)传送MPEG-2传输流的静止图像画面标志的视频编码器111。如在图3中可看到的，此节目301将被设为具有比主节目200更高的在复用器150中进行复用的优先级。
通过将此包含静止图像画面标志的较高优先级节目301与主节目200复用，在静止图像被插入、指示或者相信已被发送时，经修改的传输流302将包括静止图像标志。控制模块110可与流302中标记有静止图像画面标志的部分同步地使发射机116静默(和发起感测)。通过使用静止图像画面标志，可以忽视时基和音频。在此示例中，不实际发送静止图像。而是使静默与静止图像原本要被发送的时基相同步。相应地，不在此时进行传送将不影响在监视器上显示的内容。
[0047] 示例性实现3(在流中插入具有某些特性的附加节目)：
[0048] 可在传输层采用各种技术(例如，通过修改传输流)来使发射机静默，诸如在其公开通过引用被明确包括于此的同时提交且一同转让的美国专利申请号______(代理人案号100701)中所公开的那些示例性技术。可以各种方式来修改传输流，例如以将数个空分组一起安排在传输流内。例如，可通过在传输流中发送空元数据分组来实现(例如，10ms的)感测窗。MPEG-2复用器插入空元分组以构造所要求的带宽。可以在比如10ms的持续时段里没有实际数据被发送的方式来修改这些空元分组的位置。
[0049] 一种确保传输流中有预定数目个空元分组的方式是包括具有空数据的附加节目(具有相应节目ID或“PID”)，并令复用器150将传输流设计成此特定PID总是位于预定位置上(例如，在每一秒末)。在某些实施例中，此类所插入的节目的视频比特率可能改变/变化。
[0050] 然而，可通过应用层来实现用于达成合需的发射机静默期的各种技术，而不是修改传输流。例如，在一个实施例中并未复用具有变化的比特率的节目，图4除了主节目200之外还示出了对复用器150具有静态视频输入的哑元节目401。哑元节目401的比特率与要进行感测的时间区间相匹配。视频编码器111创建具有固定的画面组(GOP)结构的哑元节目401。该GOP结构在要进行感测时开始。该GOP结构的开头包括较高优先级的帧，例如I帧。因此，在将哑元节目401与主节目200复用时，空元窗导致经修改的节目402与每个GOP结构的开头相同步。可将发射机的静默调度成与哑元节目401中GOP结构的开头相同步地发生。因此，控制模块110可使感测与所添加节目401的固定/静态时段相同步。在其他实施例中，在每个GOP结构开头之外的其他时间形成空元窗。
[0051] 图5示出了根据本公开的一个实施例的用于使电视白空间设备(例如，图2的白空间设备102)中的发射机(例如，图1的发射机116)不引人注意地静默的示例性操作流。在框501，插入应用层信息以在经修改的传输流中创建空元时间窗。在框502，传送经修改的传输流。在这些空元时间窗期间，使白空间发射机静默且进行感测以检测白空间中的现有信号。
[0052] 在一种配置中，一种电视白空间设备具有用于从应用层向将由电视白空间通信设备的发射机传送的传输流中插入信息以在该传输流内的预定时间处产生空元时间窗的装置。例如，该用于插入此信息的装置可以是视频编码器111。
[0053] 该设备还可具有用于传送该传输流的装置。例如，可实现如图1中所示的发射机116。该设备还可具有用于在空元时间窗期间感测白空间中的信号的装置，诸如图1的白空间感测器120。该设备还可包括用于在空元时间窗期间使该传送装置静默的装置。例如，控制模块110可执行此静默。
[0054] 在一种配置中，用于从应用层向传输流中插入信息的装置可包括用于将传输流与具有静态视频和固定GOP结构的节目复用的装置。例如，复用器150可复用该静态视频，以及视频编码器111可编码该静态视频。
[0055] 在一种配置中，用于从应用层向传输流中插入信息的装置可包括用于将传输流与包括静止图像画面指示的节目复用的装置。例如，复用器150可复用该静态画面指示，以及视频编码器111可插入该静态画面指示。
[0056] 在一种配置中，用于从应用层向传输流中插入信息的装置可包括用于将传输流的帧周期中存在的常规帧声明为将含括多个帧的大帧的装置，其中这多个帧的一部分形成空元时间窗。例如，视频编码器111可将帧声明为大帧。
[0057] 本领域技术人员将可理解，信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元、和码片可由
电压、
电流、
电磁波、
磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。
[0058] 本领域技术人员将进一步领会，结合本文公开所描述的各种解说性逻辑框、模块、
电路、和
算法步骤可被实现为电子硬件、计算机
软件、或两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和强加于整体系统的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性，但此类设计决策不应被解读为导致脱离本公开的范围。
[0059] 结合本文公开描述的各种解说性逻辑框、模块、以及电路可用通用处理器、
数字信号处理器(DSP)、
专用集成电路(ASIC)、现场可编程
门阵列(FPGA)或其他
可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文中描述的功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是
微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何常规的处理器、
控制器、
微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或更多个微处理器、或任何其他此类配置。
[0060] 结合本文公开描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的
软件模块中、或在这两者的组合中实施。软件模块可驻留在RAM
存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、
硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读写信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。
[0061] 在一个或更多个示例性设计中，所描述的功能可以在硬件、软件、
固件、或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成
计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被通用或专用计算机
访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合需程序代码手段且能被通用或专用计算机、或者通用或专用处理器访问的任何其他介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴
电缆、光纤缆线、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及
微波之类的无线技术从web
网站、
服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤缆线、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、
软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
[0062] 尽管已详细描述了本公开及其优点，但是应当理解，可在本文中作出各种改变、替代和变更而不会脱离如由所附
权利要求所定义的本公开的技术。此外，本申请的范围无意被限定于
说明书中所描述的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法和步骤的特定实施例。如本领域的普通技术人员将容易从本公开领会到的，可以利用根据本公开的现存或今后开发的与本文所描述的相应实施例执行基本相同的功能或实现基本相同结果的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤。相应地，所附权利要求旨在将这样的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤包括在其范围内。
